汽车发动机点火故障诊断分析与研究

汽车发动机点火故障诊断分析与研究

王晶

中汽研汽车检验中心（天津）有限公司 300300

摘要：本文主要分析了汽车发动机点火故障。

关键词:发动机；点火；故障

随着先进电子控制技术的发展，电控点火技术也愈加复杂，最大限度地改善和提高了发动机的各项机能。汽车发动机电控点火故障不仅会影响车辆的输出性能和驾驶体检，还会给后续汽车行驶带来安全隐患，影响人们的正常出行，在汽车保养时需重视。

1汽车诊断技术

随着人们生活水平的提高，对汽车功能的需求增加，促使汽车在几十年的变革中功能越来越复杂，科技含量也越来越高。为了适应汽车内部结构的发展，几十年以来汽车检测技术也在不断的发展，自1960年以来，主要历经以下阶段：

1.1人工检测汽车故障

汽车故障检测的第一个阶段为人工检测阶段，当时由于科技发展的限制，并没有良好的检测工具和高端的检测仪器可供人们利用。因此，在这个阶段技术检测人员主要依靠眼睛的观察、声音的测试等，然后根据自身的经验进行判断问题所在。这样的检测并不精密，许多时候检测人员并不能准确地做出判断，往往会造成对汽车维修的不当。

1.2仪器检测汽车故障

随着科技的发展，仪器和仪表的发明为汽车故障检测提供了便利。检测技术人员开始利用简单的仪器对汽车故障进行较为精确的检测，一些人眼难以识别的问题可以被仪器检测出来，这样故障诊断错误的情况就大大减少了。但毕竟仪器的精确度并不高，可用仪器也相对比较少，所以依然有许多故障难以得到准确的定性，特别是一些比较高端的汽车，还有待更加高端的检测仪器出现。

1.3专业综合检测汽车故障

随着汽车的普及，人们对于检测汽车故障的仪器也加大了研究力度，这一阶段更加精密、高端的汽车专用检测仪器已经问世，可以检测一些之前检测人员不容易发现的复杂问题。汽车发动起点火系统中的大部分问题都已经能够被发现并得到有效的解决。

1.4人工智能检测汽车故障

随着计算机技术的发展，人工智能已经为大家所熟知。现阶段的汽车内部结构，计算机技术已经得到普遍使用，因此汽车发生的故障也变得更为复杂化。因此在这个阶段汽车故障检测中应用到了人工智能，通过计算机测算有效数据并进行分析、对比，根据得出的结论来判断汽车故障，并进行维修。人工智能检测精密度非常高，对于高档汽车的保护有着非常重要作用。

2构成汽车发动机点火故障的系统

随着汽车新技术的不断发展，汽车发动机点火方式也因其组成和产生高压电的方式而有所不同，目前应用最为广泛的主要有以下3种系统：传统点火系统、电子点火系统和ECU控制点火系统。

2.1ECU型点火系统

其实现发动机点火的原理是发动机将点火控制、燃油喷射控制以及排放控制集成于一身，统一由ECU控制。ECU根据安装在汽车以及发动机上的各种传感器输出的各类信号进行及时处理和检测，并给点火系统模块发送点火命令，切断点火线圈的电流，并在次级线圈中产生高压电，从而点燃由空气和燃油组成的混合气。该点火系统主要包括：ECU、半导体元件、点火线圈、点火开关、空气流量传感器、节气门位置传感器、水温传感器、爆震传感器、氧传感器、进气温度传感器和火花塞等。

2.2电子型点火系统

其实现发动机点火的原理是用半导体元件代替了传统点火系统的断电器触点，利用脉冲信号来产生高压电，从而实现发动机点火。该点火系统主要包括点火信号发生器、半导体元件、分电器、点火开关和点火线圈等，根据点火信号发生器工作原理的不同，又可分为光电式点火信号发生器、磁电式点火信号发生器和霍尔式点火信号发生器等。

2.3传统型点火系统

其基本原理是通过改变机械式触点的通断以及切断初级绕阻的电流，从而让次级绕阻产生高压电，实现点火器点火。该点火系统主要包括断电器、高压导线、电源、电容、点火线圈、点火开关、附加电阻等。这种点火系统的触点很容易被烧坏，产生的电压也较低，所以逐渐被时代所淘汰。

3汽车发动机点火系统常见故障分析

3.1凸轮轴传感器故障

凸轮轴位置传感器对于电子点火系统来说非常重要，他的信号主要是给ECU识别点火正时，点火正时不对会导致发动机无法正常点火，如可能在排气行程之后点火，这时气缸内没有混合气，也就无法点火了。但是如果只是线路虚接，造成的凸轮轴位置传感器信号传输不稳定。这种情况就另当别论了，一会有点或信号和喷油信号容易着造成误判，这时发动机能启动但工作不稳定。

3.2混合气浓度低于点火要求

汽车点火系统中混合气的浓度也起到重要作用，混合气不能太稀也不能太薄，一般最完美的比例是14.7∶1，但是发动机基本上无法维持这个完美的比例，为了达到这个比例，在汽油发动机上面安装了大量的传感器，如水温传感器、进气压力传感器、进气流量传感戚、前氧传器等等，这些传感器的故障都会造成混合气浓度无法达到要求。为了精准控制燃油空气比例，现在大部分汽车还采用了缸内直喷的喷油方式。

3.3火花塞故障

电控点火的汽油发动机一般都是经过变压将低电压变成高电压，通过火花塞上的小间隙产生电火花，点燃进入气缸的混合气，当火花塞的两个电极之间的间隙在经过一段时间的使用之后变化了，比如过大的情况下，火花塞头所产生的电火花能量不够，造成混合气无法完全燃烧，会导致发动机抖动以及功率变低，严重的将导致发动机无法点火。另外，长时间使用的火花塞也可能因为火花塞的电极上因燃烧留下的积碳导致点火能量不足故障，造成汽油发动机油耗过高或无法打火等故障。

3.4高压线故障

高压线是连接火花塞的线路，由于是经过变压之后，所以这个线路承受的电压比较高，一般这些线路都会采用一些胶质的绝缘层，由于处于温度比较高的工作环境，所以也很容易老化，如果不能及时进行更换，就可能造成内部线路短路，使得火花塞得到的电压不足，从而导致发动机无法正常点火启动。

4点火故障案例分析

4.1常见故障分析方法

在处理具体点火系统故障的时候，通常利用多种诊断方法来综合处理，常见的诊断方法有：万用表诊断法、示波器诊断法和人工智能诊断法。使用万用表来检查故障主要是通过测量电压和电阻值来反映故障特征，并与规定值相比较，然后一一排除。首先检查高压线路，其次检查点火输出和输入信号，最后检查火花塞。与万用表诊断法相比，示波器诊断法更加精确，不仅能显示电压值的大小，同时能观察到电压值随时间的变化情况以及波动情况，采用这种诊断方法比一般电子测试设备效率更高，耗时也更少。当检测人员通过示波器采集到点火波形后，使用相应的软件就能对该信号进行不同型式的排列组合，从而以多缸平列波、多缸并列波、多缸重叠波和单缸点火波的形式显示出来，方便检测人员根据不同形式的波进行分析和判断点火情况，从而确定点火系统故障点。

4.2故障举例分析

以别克V6发动机来说明上述方法在实际中的应用。根据驾驶员描述和现场测试发现该车转速不稳，且发动机负荷明显较大，初步分析可认为该发动机有可能断火、缺火。重新启动发动机，通过读取OBD的代号为P0300的故障码，比对检修手册发现该发动机的某些缸存在缺火现象。为了深入了解哪个缸出现缺火，利用专业软件选择“缺火图标”，根据缺火次数越多，发动机性能越差的原则对点火系统进行检修。检修过后又对燃油喷射系统进行检查，检查内容包括燃油压力检测、喷油器拆检、喷油器清洗、喷油量检测以及气缸压力检测。此外，在使用OBD检测故障时，还发现代码为P1374的故障码，通过比对检修手册发现这主要是曲轴位置传感器出现故障导致的。其故障原理是：曲轴位置传感器产生的信号会经过ICM模块计算，计算后得到的新信号又传递给PCM模块，该模块是控制点火和喷油的模块。当该模块接收到经过ICM模块传递过来的信号后，PCM会自动将该信号与标准脉冲信号和凸轮轴位置传感器脉冲信号进行比较。由于出现差错，所以产生了代码为P1374的故障码。为了解决该故障，首先使用万用表检查曲轴位置传感器的输出电压值、曲轴位置传感器连接线是否短路或断路，以及曲轴位置传感器是否有松动，逐个一一排除。

参考文献

[1]周欢.汽车检测与维修赛项故障检测分析[J].内燃机与配件，2020（7）：88-90.